Geoinformatik und Geostatistik: Ein Überblick

Filtration von Komponenten der Kupfererzlagerstätte Sieroszowice-Mine – Variogrammmodelle mittels Schätzung der gewöhnlichen Kriging-Technik

Barbara Namysłowska-Wilczyńska

In diesem Artikel werden die Ergebnisse von Untersuchungen zur räumlichen Variation der geologischen Basisparameter strategischer Mineralressourcen vorgestellt, nämlich der Kupfererzlagerstätten im Foresudetischen Monoklin im Gebiet Lubin-Sieroszowice (südwestlicher Teil Polens).
Die Untersuchungen basierten auf Daten, die durch Probenahme der Lagerstätte mit Rillenproben gewonnen wurden, die weitgehend gleichmäßig (in einem Abstand von 15÷20 m) über das Gebiet des Nachbergbaublocks S-1 der Grube Sieroszowice verteilt waren. Die Untersuchungen betrafen den Cu-Gehalt und die Dicke der (gewinnbaren) Lagerstätte, die sich auf Weißliegend-Sandsteine, kupferhaltige Zechstein-Schiefer und kalkig-dolomitische Formationen konzentriert, sowie darüber hinaus die Akkumulation (Menge) der Lagerstätte.
Eine Auswertung der Basisstatistiken, eine Analyse der Verteilungshistogramme und eine Untersuchung der Korrelation r zwischen den Werten der Lagerstättenparameter werden in Abhängigkeit von der geologischen Struktur der Kupfererzlagerstätte in Block S-1 vorgestellt. Isotrope und relative Semivariogramme der Lagerstättenparameter wurden berechnet. Die Formen der isotropen Semivariogramme wurden mithilfe zusammengesetzter theoretischer (geostatistischer) Modelle, bestehend aus einem kubischen Modell und einem Kugelmodell, kombiniert mit dem Nugget-Effekt, angenähert.
Die geschätzten Mittelwerte Z* und die Schätzstandardabweichung σk für die untersuchten Lagerstättenparameter in den Zentren der elementaren Gitterblöcke wurden unter Berücksichtigung der ermittelten Parameterwerte der theoretischen isotropen Semivariogrammmodelle geschätzt. 
Es wurde versucht, die einzelnen Komponenten, aus denen die zusammengesetzten Semivariogrammmodelle der Kupfererzlagerstättenparameter bestehen, mithilfe der gewöhnlichen (Block-)Kriging-Technik sukzessive herauszufiltern. Der Nugget-Effekt C0 und das kubische Modell, das Kugelmodell und die Summe des kubischen Modells und des Kugelmodells wurden herausgefiltert.
Als Ergebnis der Schätzungen wurde ein sehr detailliertes Bild der Variation der Werte der grundlegenden Lagerstättenparameter innerhalb des Blocks S-1 erhalten, das dann auf verschiedenen Rasterkarten der Oberflächenverteilungen der Mittelwerte Z* (zusammen mit den entsprechenden Werten der Schätzstandardabweichung σk) dargestellt wurde. Die Karten zeigen die Mineralisierung der Lagerstättengesteine ​​mit Kupferverbindungen, aufgeschlüsselt nach den einzelnen Komponenten entsprechend den verwendeten Modellen und dem Nugget-Effekt C0.
Durch die Filterung konnten die gegenseitigen Anteile der verschiedenen Modellkomponenten an der Gesamtvariation C der betrachteten Parameter ermittelt und das Ausmaß und die Reichweite sowohl der kurzfristigen als auch der langfristigen Variation bewertet werden. Innerhalb des Blocks 
S-1 wurden Zonen mit erhöhten oder reduzierten Kupferkonzentrationen und Teilbereiche mit unterschiedlicher Breite des mineralisierten lithologischen Profils der Lagerstättenserie, d. h. in der Dicke der mineralisierten Lagerstättengesteine, sowie unterschiedlicher Ansammlungen (Menge) identifiziert.